TINJAUAN PUSTAKA
Bakteri Escherichia coli (E.coli) Bakteri Escherichia coli adalah bakteri gram negatif berbentuk batang dalam
sel
tunggal
atau
berpasangan
dan
merupakan
anggota
famili
Enterobacteriacea dan flora normal intestinal yang mempunyai kontribusi pada fungsi normal intestine dan nutrisi tetapi bakteri ini akan menjadi phatogen bila mencapai jaringan di luar jaringan intestinal. Bakteri E.coli ini tergantung pada daerah infeksi dan tidak dapat dibedakan dari gejala yang disebabkan oleh bakteri lainnya (Jawetz et al.,1995). Bakteri Escherichia coli dapat ditemukan dalam litter, feses ayam, debu, atau kotoran dalam kandang. Debu dalam kandang ayam dapat mengandung 105 – 106 Escherichia coli per gram (Tabbu, 2000). Bakteri ini dapat bertahan lama dalam kandang, terutama dalam keadaan kering dan sebagian besar bakteri enterik lainnya membentuk koloni bulat dan cembung. Beberapa strain Escherichia coli menyebabkan hemolisis dalam darah (Jawetz et al., 2001). Kemampuan Escherichia coli dalam menghemolisis dapat menjadi salah satu metode penentuan pathogenitas Escherichia coli (Raji, 2003). Escherichia coli adalah kuman oportunis dan merupakan penghuni normal saluran pencernaan unggas. Sifatnya unik karena dapat menyebabkan infeksi primer pada usus, misalnya diare pada anak dan traveller’s diarrhe, seperti juga kemampuannya menimbulkan infeksi pada jaringan tubuh lain di luar usus. Escherichia coli juga dapat mencapai aliran darah dan menyebabkan septis. Escherichia coli dapat melekat di sel manusia, menginvasi jaringan, berkoloni,
4
dan melepaskan toksin. Masa inkubasi Escherichia coli berlangsung 1-3 hari. Infeksi terjadi jika lebih dari 106 mikroorganisme masuk ke dalam tubuh. Escherichia coli berbentuk batang pendek dengan diameter 0,5 μm dan panjang 13 μm. Escherichia coli dapat tumbuh pada suasana aerob maupun anaerob sehingga ia memperoleh energinya dari proses fermentasi maupun respirasi tergantung pada suasana lingkungan dimana bakteri tersebut berada, dengan suhu optimum 37oC. Escherichia coli dibedakan antara galur satu dengan yang lain dengan cara serologi dari antigen somatik (O), flagellar (H), dan kapsular (K). Antigen O merupakan polisakarida spesifik spesies, sebagai komponen pembuat kompleks polisakarida dari dinding sel serta berperan dalam produksi endotoksin. Antigen H merupakan antigen protein flagellar, penting dalam serotyping dan merupakan aspek penting dari patogenisitas. Antigen K merupakan komponen polisakarida yang ada pada enterobakter, berperan dalam patogenisitas bakteri dalam hal mekanisme pembentukan koloni bakteri. Antigen ini menghambat fagositosis dan efek dari serum antibodi. Karena adanya kapsul, antibodi tidak dapat menghancurkan Escherichia coli tersebut. Pada ayam broiler, infeksi dari bakteri Escherichia coli sangat berdampak buruk. Penyakit ini dapat menyebabkan kematian selama periode pemeliharaan hingga perolehan bobot badan saat ayam panen tidak mencapai standart. Bakteri Escherichia coli ini lebih banyak ditemukan di usus, dan akan dikeluarkan dari tubuh dengan jumlah besar lewat kotoran ternak (feses). Bakteri ini dapat bertahan sampai beberapa minggu di dalam feses yang sudah dikeluarkan. Akan tetapi Escherichia coli tidak tahan pada kondisi asam, kering dan akan mati dengan desinfektan (Pierrad et al.,1990).
5
Bakteri Asam Laktat (BAL) Bakteri ini merupakan mikroorganisme yang tersebar luas di alam baik di udara, air dan di dalam tanah. Bakteri asam laktat (BAL) adalah bakteri yang menguntungkan. Bakteri asam laktat merupakan kekayaan alam mikroba yang masih harus dieksplorasi. Bakteri asam laktat (BAL) merupakan kelompok bakteri gram positif tidak berspora, berbentuk bulat atau batang, yang mempunyai kemampuan untuk membentuk asam laktat sebagai hasil utama dari metabolisme karbohidrat. Secara ekologis kelompok bakteri ini sangat bervariasi dan anggota spesiesnya dapat mendominasi bermacam-macam makanan, minuman atau habitat yang lain seperti tanaman, jerami, rongga mulut dan perut hewan ternak (Mulyani, 1996). Habitat Bakteri Asam Laktat dapat di lihat pada Tabel 1. Tabel 1. Habitat bakteri asam laktat (BAL) Habitat
Kelompok Bakteri
Produk sayuran
Streptococcus plantarum
Produk susu
Streptococcus lactis, Lactobacillus Keju, susu, yoghurt casei, L. acidophilus, L. delbrueckii, Leuconostoc mesentroides, L. lactis
spp.,
Aktivitas atau produk Lactobacillus Pikel
Sistem pencernaan
Streptococcus salivarus, S. mutans, Flora normal, dental dan Lactobacillus salivarus caries Streptococcus faecalis dan Patogen pada saluran urin
(oral usus) Vagina mamalia
Streptococcus spp., Lactobacillus Flora normal spp.
Sumber: (Backus et al., 1985) Dalam saluran pencernaan tumbuh normal dalam jalur intestin suatu bakteri asam laktat yang memberikan efek positif yang penting terhadap kesehatan tubuh, yaitu melalui kemampuannya menekan pertumbuhan bakteri
6
patogen intestin penyebab diare, serta menstimulasi sistem kekebalan tubuh (imun) (Gildberg et al., 1997). Metabolisme bakteri asam laktat Berdasarkan jalur metabolisme saccharolytic, bakteri asam laktat dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu (Piard and Desmazeaud, 1992) : 1. Homofermentatif Bakteri dalam kelompok ini akan mengubah heksosa menjadi asam laktat dalam jalur Embden-Meyerhof (EM), dan tidak dapat memfermentasikan pentosa atau glukonat. Jalur metabolisme homofermentatif ini dapat dilihat pada Gambar. 1.
7
Fruktosa
Glukosa ATP
ATP ADP
ADP Glukosa-6-fosfat
Fruktosa-6-fosfat ATP ADP 2 Gliseraldehid-3-fosfat 2 Pi 2 NAD+
4 ATP
2 NADH
4 ADP 2-piruvat
2 NAD+
4 ATP
2 NADH
4 ADP 2-Laktat
Gambar. 1 Metabolisme Homofermentatif dari Bakteri Asam Laktat 2.
Heterofermentatif Heksosa difermentasikan menjadi asam laktat, karbon dioksida, dan etanol
(atau asam asetat sebagai akseptor elektron alternatif). Pentosa lalu diubah menjadi laktat dan asam asetat. Jalur metabolisme heterofermentatif ini dapat dilihat pada Gambar. 2.
8
Fruktosa
Glukosa ATP
ATP
ADP
ADP
Glukosa-6-fosfat
Fruktosa-6-fosfat
2 NAD+ 2 NADH 6-fosfoglukonat 2 NAD+ CO2
2 NADH
Ribulosa-5-fosfat
Xilulosa-5-fosfat ATP Gliseraldehid-3-fosfat NAD+
2 Pi
NADH
2 ADP
ADP
Asetil fosfat
Asetat CoA
Pi Asetil CoA
2 ATP
NADH
Piruvat
NAD+ NADH Asetaldehid
NAD+
NADH
Laktat
NAD+ Etanol
Gambar. 2 Metabolisme Heterofermentatif dari Bakteri Asam Laktat
9
Media pertumbuhan bakteri asam laktat Media selektif untuk pertumbuhan spesies bakteri asam laktat adalah deMan-Rogosa-Sharpe Agar (MRS-Agar). Komposisi media MRS-Agar pada pH 6,2 ± 0,2 dan suhu 25 °C dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 2. Komposisi MRS-Agar per Liter No. Komposisi
Jumlah
1.
Glukosa
20
g
2.
Pepton
10
g
3.
Agar
10
g
4.
Ekstrak daging
8
g
5.
Natrium asetat.3H2O
5
g
6.
Ekstrak ragi
4
g
7.
K2HPO4
2
g
8.
Triamonium sitrat
2
g
9.
MgSO4.7H2O
0,2 g
10.
Sorbiton monooleat
0,05 g
11.
MnSO4.4H2O
1,0 ml
Sumber: (Aiello, 1998)
10
Gambar 3. Produk Fermentasi BAL (Lindgren and Dobrogosz, 1990) BAL pada produksi pakan semakin mengalami peningkatan terutama untuk memfermentasi. Menurut Savadogo et al., (2000) BAL yang digunakan dalam fermentasi perlu diseleksi untuk memperoleh isolat yang memiliki kemampuan unggul, sehingga memiliki kelebihan-kelebihan: -
Ketersediaan mikroba terjamin, sebab bersumber dari lingkungan alam Indonesia yang dapat diisolasi dari banyak sumber;
-
Memiliki kemampuan adaptasi tinggi terhadap kondisi lingkungan sehingga memiliki tingkat efisiensi yang tinggi;
11
-
Memungkinkan dimanfaatkan secara luas oleh masyarakat dengan biaya yang relatif murah untuk industri besar, maupun industri kecil, karena ketersediaan yang cukup serta biaya relatif murah.
Pengaruh Pemberian Probiotik terhadap Ayam Broiler Ayam pedaging merupakan ternak unggas yang cukup potensial untuk dikembangkan dan juga memiliki kemampuan menghasilkan daging dalam waktu yang cepat dan sangat efisien dalam pemanfaatan pakan. Ayam pedaging sebagai ayam ras pedaging tumbuh dengan sangat cepat dan mampu mengubah makanan yang dikonsumsi menjadi daging dengan sangat efisien. Pakan merupakan faktor penting dan menentukan bagi keberhasilan usaha peternakan. Peranan probiotik sebagai bahan aditif pemacu pertumbuhan Growth promoter sudah terbukti dapat digunakan. Manfaat langsung dari probiotik tersebut bagi ternak adalah antara lain meningkatkan nafsu makan, menyediakan unsur nutrisi dan membantu proses pencernaan makanan serta menghambat perkembangan bakteri patogen. Selain itu, Cavaazoni et al.,(1998) melaporkan probiotik Bacillus coagulans dapat mempertinggi laju pertumbuhan ayam pedaging. Probiotik merupakan feed additive berupa mikroorganisme hidup yang diberikan kepada ternak yang mempunyai efek positif bagi ternak yang mengkonsumsi. Konsep memanfaatkan keseimbangan mikroflora inilah yang menjadi landasan penggunaan probiotik untuk menekan perkembangan bakteri patogen, baik pada saluran pencernaan ayam maupun pada litter (lingkungan dalam kandang ternak). Berdasarkan pemikiran inilah dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh pemberian probiotik baccilus dan bakteri asam laktat melalui air minum dan pakan serta kombinasi keduanya terhadap bobot karkas
12
ayam pedaging. Penambahan probiotik kedalam air minum juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan ekosistem mikroflora dalam saluran pencernaan dan menyediakan enzim yang mampu mencerna serat kasar, protein, lemak dan mendetoksikasi zat racun atau metabolitnya (Soeharsono, 2002). Beberapa laporan menunjukkan bahwa penggunaan probiotik dapat meningkatkan laju pertumbuhan yang berhubungan dengan manfaat probiotik dapat meningkatkan nafsu makan dan menghasilkan vitamin serta enzim – enzim pencerna. Memungkinkan probiotik tersebut dapat berperan sebagai simulasi pertumbuhan, sehingga dapat meningkatkan pertambahan bobot badan sekaligus bobot karkas ayam broiler (Abrar dan Raudhati, 2006). Peningkatan produktivitas ayam adalah melalui pemberian pakan yang berkualitas. Pakan yang berkualitas harganya relatif lebih mahal, sehingga diperlukan manipulasi nutrisi untuk mengoptimalkan biaya pakan dengan memaksimalkan produksi. Salah satu solusi untuk meningkatkan dan menjaga produktivitas ayam adalah dengan manipulasi nutrisi untuk memaksimumkan pasokan nutrien sesuai dengan genetiknya, yaitu dengan menambahkan bahan pakan aditif berupa suplemen probiotik. Probiotik merupakan pakan imbuhan dengan kandungan mikroba yang menguntungkan dalam saluran pencernaan ayam. Mikroba yang dapat tumbuh dan berkembang dalam usus ayam, antara lain jenis bakteri asam laktat (BAL), Bacillus sp.,dan Lactobacillus sp., (Daud et al., 2007). Penggunaan probiotik lokal bakteri asam laktat ( BAL) sebagai probiotik dalam ransum unggas terbukti dapat memperbaiki kinerja ayam broiler,
13
meningkatkan daya tahan tubuh ternak terhadap serangan penyakit (Iriyanti dan Rimbawanto, 2001). Kultur Bacillus sp., sebagai probiotik pada ayam ras melalui air minum maupun pakan, efektif untuk pertumbuhan ayam pedaging maupun produksi telur ayam petelur. Pemberian probiotik secara nyata meningkatkan produksi serta menekan mortalitas (Kompiang, 2009). Enkapsulasi Dalam usaha peternakan ayam broiler ada tiga faktor penting yang perlu diperhatikan yaitu bibit, pakan, dan manajemen. Pakan merupakan faktor yang paling membutuhkan banyak biaya yaitu sekitar 60-80% dari seluruh biaya produksi. Biaya produksi dapat ditekan jika efisiensi pakan yang diberikan pada ternak meningkat. Efisiensi pakan yang tinggi dapat tercapai apabila saluran pencernaan ternak berada pada kondisi yang optimal untuk mencerna dan menyerap zat makanan. Pada ayam pedaging, ada beberapa cara untuk mengoptimalkan efisiensi penyerapan zat makanan di dalam saluran pencernaan. Salah satu cara yang umum digunakan oleh peternak saat ini adalah dengan pemberian antibiotik. Resistensi antibiotika terhadap bakteri patogen pada manusia menjadi masalah di seluruh dunia. Terjadinya resistensi antibiotika ini disebabkan pemakaian antibiotika yang tidak bijaksana untuk pengobatan pada manusia serta pemakaian antibiotika pada hewan sebagai pemacu pertumbuhan antibiotic growth promotors (AGP) yang mempunyai kontribusi terjadinya resistensi antibiotika baik pada manusia maupun hewan (Barton, 2000).
14
Enkapsulasi adalah suatu proses pembungkusan (coating) suatu bahan inti, dalam hal ini adalah bakteri probiotik sebagai bahan inti dengan menggunakan bahan enkapsulasi tertentu yang bermanfaat untuk mempertahankan viabilitasnya dan melindungi probiotik dari kerusakan akibat kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan (Wu et al., 2000). Enkapsulasi adalah proses fisik dimana bahan inti dikemas dalam bahan sekunder berupa lapisan film tipis yang disebut enkapsulan (Paramitha, 2010). Acidifier digunakan sebagai bahan pakan tambahan unggas bertujuan untuk mempertahankan pH saluran pencernaan dan menciptakan kondisi pH yang sesuai untuk pencernaan zat makanan yang masuk ke dalam saluran pencernaan serta menekan mikrobapatogen dan meningkatkan pertumbuhan mikroba yang menguntungkan (Hyden,2000). Pemanfaatan acidifier ini telah dilakukan pada ayam petelur dan memberikan hasil yang baik. Penggunaan acidifier pada ayam pedaging telah dilakukan oleh Lückstädtet al.,(2004) dengan menggunakan asam formiat dan asam propionat dapat meningkatkan pertumbuhan dari ayam pedaging dengan kondisi terkontrol yaitu tanpa penggunaan antibiotik pemacu pertumbuhan. Hyden (2000), juga melaporkan bahwa asam laktat adalah salah satu acidifier yang dapat mempertahankan pH saluran pencernaan dan menciptakan kondisi pH yang sesuai untuk pencernaan zat makanan yang masuk ke dalam saluran pencernaan, menekan mikroba patogen dan meningkatkan pertumbuhan mikroba yang menguntungkan. Namun,pemanfaatan asam laktat dalam beberapa bentuk dan jenis enkapsulan khususnya yang telah diproteksi belum pernah diteliti
15
pengaruhnya terhadap daya cerna protein dan energi metabolis pada ayam pedaging. Bahan yang umum digunakan untuk enkapsulasi adalah berbagai jenis polisakarida dan protein seperti pati, alginat, gum arab, gelatin, karagenan, albumin dan kasein. Alginat merupakan salah satu jenis hidrokoloid yang dihasilkan dari ekstraksi alga coklat (Sargassum sp., Turbinaria sp., Hormophyta sp., dan Padina sp.). Alginat telah diaplikasikan secara luas pada produk pangan sebagai penyalut. Penggunaan bahan untuk enkapsulasi perlu dipertimbangkan, karena masing-masing bahan mempunyai karakter yang berbeda dan belum tentu cocok dengan bahan inti yang akan dienkapsulasi (Desmond et al., 2002). Bahan yang sering digunakan dalam pembuatan makanan probiotik adalah maltodekstrin yang
dikeringkan karena selain bahan pengisi, maltodekstrin
memiliki beberapa kelebihan antara lain tidak manis mudah larut dalam air. Selain itu maltodekstrin juga dapat meningkatkan vikositas, menghambat kristalisasi dan baik untuk kesehatan karena rendah kalori. Maltodekstrin biasanya digunakan sebagai campuran bahan pangan dan merupakan pembentuk produk yang baik untuk produk yang sulit kering maltodekstrin biasanya dijual dalam bentuk tepung padat berwarna putih (Kuntz,1998). Penggunaan bioteknologi enkapsulasi dapat melindungi aroma dan flavor, meningkatkan kelarutan dan melindungi senyawa kimia dari kontaminasi oksigen (Ulfah, 2006). Penelitian tentang enkapsulasi probiotik sebelumnya sudah dilakukan oleh beberapa peneliti dengan berbagai variasi bahan enkapsulasi dan kultur
yang
dienkapsulasi,
diantaranya:
enkapsulasi
Lactobacillus dengan alginat-pati (Sultana et al., 2000).
16
Bifidobacteria
dan
Karkas Ayam Broiler Karkas ayam adalah bobot tubuh ayam setelah dipotong dikurangi kepala, kaki, darah, bulu serta organ dalam kecuali paru-paru dan ginjal. Kualitas karkas dan daging dipengaruhi oleh faktor sebelum pemotongan antara lain genetik, spesies, bangsa, tipe ternak, jenis kelamin, umur dan pakan serta proses setelah pemotongan, diantaranya adalah metode pelayuan, stimulasi listrik, metode pemasakan, pH karkas, bahan tambahan termasuk enzim pengempuk daging, hormon, antibiotik, lemak intramuskular atau marbling, metode penyimpanan serta macam otot daging (Abubakar et al., 1991). Soeparno (2005) menyatakan salah satu faktor yang mempengaruhi persentase bobot karkas ayam broiler adalah bobot hidup. Hasil dari komponen tubuh broiler berubah dengan meningkatnya umur dan bobot badan (Brake et al., 1993). Wahyu (1998) menyatakan bahwa tingkat konsumsi ransum banyak ditentukan oleh palatabilitas ransum, sistem tempat ransum, pemberian ransum dan kepadatan kandang. Lebih lanjut menurut Widodo (2005) peningkatan nilai manfaat penggunaan ransum dapat diatur dengan mempertimbangkan konsumsi ransum. Bobot Potong Bobot hidup merupakan bobot badan ternak yang penimbangannya dapat dilakukan setiap saat. Bobot hidup sangat erat kaitannya dengan tingkat konsumsi dan pertambahan bobot badan. Menurut Wahyu (1998) tingkat konsumsi ransum banyak ditentukan oleh palatabilitas ransum, sistem pakan dan pemberian pakan, serta kepadatan kandang. Dilain pihak, tingkat konsumsi juga dipengaruhi oleh nafsu makan dan kesehatan ternak. Ayam hidup yang bermutu baik yaitu ayam
17
yang sehat, berbulu baik, ukurannya seragam dan berkualitas baik dengan perbandingan antara tulang dan daging seimbang (proporsional) (Priyatno, 1997). Bobot potong adalah bobot yang didapat dengan cara menimbang bobot ayam setelah dipuasakan selama 12 jam. Bobot potong perlu diperhatikan kualitas dan kuantitas dari ransum yang dikonsumsi, sehingga didapatkan pertumbuhan yang baik (Blakely dan Bade, 1991). Persentase Karkas Bobot karkas normal adalah 60-75 % dari berat tubuh. Sedangkan persentase karkas adalah perbandingan antara bobot karkas dengan bobot hidup dikalikan 100 % (Siregar, 1994). Menurut Soeparno (2005) bobot karkas meningkat
seiring dengan meningkatnya bobot hidup, tetapi persentase non
karkas seperti kulit, darah, usus halus dan hati menurun. Bobot karkas merupakan bobot tubuh ayam yang telah disembelih setelah dipisahkan darah, bulu, kepala sampai batas pangkal leher, kaki sampai batas lutut dan organ dalam kecuali ginjal dan paru-paru (Murtidjo, 1992). Persentase karkas merupakan faktor terpenting untuk menilai produksi ternak, karena produksi erat hubungannya dengan bobot hidup, dimana semakin bertambah bobot hidupnya, maka produksi karkasnya akan semakin meningkat (Murtidjo, 1987). Persentase karkas dipengaruhi oleh bangsa, umur, jenis kelamin, bobot hidup dan makanan. Persentase karkas umur muda lebih rendah dibandingkan dengan ayam yang lebih tua dan persentase ayam jantan lebih besar dibandingkan persentase ayam betina lebih banyak menghasilkan kulit dan lemak abdomen dari pada jantan (Morran and Orr, 1970). Murtidjo (1987) menyatakan bahwa
18
persentase karkas merupakan faktor yang penting untuk menilai produksi ternak, karena produksi erat hubungannya dengan bobot hidup, dimana semakin bertambah bobot hidupnya maka produksi karkasnya semakin meningkat. Ahmad dan Herman (1982), yang menyatakan bahwa ayam yang bobot tubuhnya tinggi akan menghasilkan persentase karkas yang tinggi, sebaliknya ayam yang bobot tubuhnya rendah akan menghasilkan persentase yang rendah. Organ Dalam Ayam Broiler Organ pencernaan ayam broiler terdiri dari mulut, kerongkongan, tembolok, proventrikulus, rempela, usus halus, usus buntu (seka), usus besar, kloaka dan anus. Pencernaan tambahan pada ayam salah satunya adalah hati (Suprijatna, 2005).
19
